Zoneamento ambiental aplicado à conservação do solo e da água

O zoneamento ambiental auxilia na gestão do solo e da água, pois fornece informações de uso e manejo do solo de forma adequada. Assim, propõe-se neste estudo: (i) a aplicação do zoneamento ambiental, baseado em valores de perda de solo, tolerância à perda de solo e à legislação ambiental; e (ii) etapa de monitoramento das características quali-quantitativas dos cursos d'água a partir do uso de curvas Total Maximum Daily Loads (TMDL). O estudo foi realizado na bacia hidrográfica do ribeirão Salobra, localizada na transição entre os biomas Cerrado e Pantanal. A partir do cruzamento dos planos de informação, obteve-se a divisão da área em cinco zonas de uso do solo, determinadas de acordo com a conservação e preservação da vegetação nativa, ocorrência de áreas úmidas e nascentes, uso adequado do solo e recuperação de áreas erodidas. Paralelamente, as curvas TMDL foram obtidas a partir da curva de permanência e de padrões de qualidade da água. Verificou-se que cerca de 6 % da área em estudo apresentou perda de solo superior ao limite tolerável e foi definida como área prioritária de recuperação no contexto do planejamento ambiental. O método aplicado permitiu a determinação de zonas específicas de uso do solo, identificação de irregularidades e de prioridades de conservação do solo. Além disso, as curvas TMDL constituem boa alternativa de monitoramento da água, pois produzem informações em condições críticas do corpo d'água.

Estimativa da infiltração de água no solo na escala de bacia hidrográfica

A variabilidade espacial das características do solo torna a estimativa da infiltração de água altamente dependente da escala de análise. Muitos trabalhos necessitam de informações da dinâmica da infiltração para descrever o mecanismo de outros processos associados à água, aos sedimentos ou aos solutos. O objetivo deste trabalho foi utilizar duas estratégias metodológicas para a estimativa da infiltração na escala de bacia. Os parâmetros de dois modelos de infiltração foram ajustados a um conjunto de dados coletados durante dois anos de monitoramento, em 77 eventos de chuva-vazão ocorridos sob diferentes condições de uso e manejo do solo numa bacia hidrográfica rural de 1,2 km². Os resultados dos ajustes para os dois modelos de infiltração na escala de bacia foram comparados com aqueles obtidos para dois métodos pontuais de estimativa da infiltração. Com o conjunto de dados do monitoramento, foi possível definir um modelo de infiltração para a bacia monitorada. Além disso, os resultados indicaram que a comparação realizada entre os valores dos modelos com os pontuais são fortemente dependentes da escala de análise; isto é, as medidas pontuais revelaram valores médios de taxa de infiltração alta para a bacia em estudo. Todavia, observações no campo indicaram baixa infiltração, principalmente nas áreas saturadas onde condicionam o escoamento superficial nessa bacia, ao contrário dos resultados pelos modelos de estimativa, que apresentaram menor ordem de magnitude dos valores estimados de infiltração, em razão, entre outros, da maior incorporação dos fatores controladores do processo em seu método.

Reflexos da variabilidade espacial e temporal da fase de avanço e do tempo de oportunidade de infiltração no tempo de aplicação d'água na irrigação por sulcos para um solo franco-arenoso

Esta pesquisa teve como objetivo verificar as variabilidades espaciais e temporais no tempo de avanço e no tempo de oportunidade de infiltração d'água e seus reflexos no tempo de aplicação d'água num sistema de irrigação por sulcos com fluxo reduzido para um solo franco-arenoso. As avaliações de campo foram realizadas no perímetro irrigado de São Gonçalo, Sousa - PB, onde foram feitas medições em seis sulcos, eqüidistantes, de forma a abranger o máximo possível a variabilidade em toda a área, nos 12 eventos de irrigação da estação de cultivo. Observando os tempos de avanço e de oportunidade de infiltração d`água no final da área irrigada em cada evento e em cada sulco ao longo do tempo, verificou-se que a variação espacial no tempo de avanço foi mais expressiva que a variação temporal, enquanto no tempo de oportunidade de infiltração d`água ocorreu o inverso. Ao longo do tempo e do espaço, os valores mínimo e máximo do tempo de avanço e do tempo de oportunidade de infiltração d`água foram, respectivamente, 15 e 62 min, e 1 e 517 min. Essas amplitudes nos referidos tempos geraram variações espaciais máximas no tempo de aplicação d'água, ao longo da estação de cultivo, igual a 41,8%; espacialmente, as variações temporais máximas no tempo de aplicação foram de 71,6%. Esses valores mostram o quanto a heterogeneidade das características de infiltração d`água, bem como da vazão, do perímetro molhado dos sulcos e da lâmina requerida ao longo do tempo e do espaço, afeta a otimização do tempo de aplicação d`água.

Análise operacional de um sistema fotovoltaico de bombeamento de água

O bombeamento de água é uma das atividades mais difundidas quanto ao emprego da energia solar fotovoltaica. Porém, apesar de se apresentar como alternativa interessante, o alto custo, a baixa eficiência dos sistemas e os projetos inadequados restringem sua aplicação. O uso racional, baseado na utilização mais eficiente de seus equipamentos, está vinculado ao conhecimento do comportamento operacional desses sistemas. No presente trabalho, teve-se o objetivo de avaliar o comportamento de um sistema fotovoltaico de bombeamento de água diretamente acoplado, sob diferentes condições de irradiância solar, por meio da montagem de uma bancada de testes, submetendo-o a diferentes alturas manométricas e determinando-se a vazão fornecida. A análise dos resultados permitiu estabelecer um modelo de regressão para estimativa de vazão do sistema em função da irradiância e altura manométrica. Concluiu-se que a potência gerada pelo painel e a vazão fornecida pela motobomba estão diretamente relacionadas à irradiância solar e à altura manométrica e influenciam na eficiência do sistema. A máxima eficiência do painel foi de 8%, 39% para a motobomba e 2,3% na interação dos componentes.

Variação de vazão de gotejadores de fluxo normal enterrados na irrigação de café

Este trabalho teve como objetivo obter informações sobre o desempenho de gotejadores enterrados (irrigação subsuperficial), quanto ao aspecto de variação de vazão em função da intrusão radicular da cultura do café. As mudas de café foram irrigadas por sete modelos diferentes de gotejadores de fluxo normal, instalados a duas profundidades (15 e 30 cm da superfície do solo) e em dois níveis de depleção de água no solo (tratamentos úmido e seco). O trabalho foi conduzido em vasos e sob ambiente controlado, utilizando mudas de cafeeiro em estágio inicial de desenvolvimento. Concluiu-se que, até os 120 dias do início do experimento, não houve modelo de emissor que se destacasse quanto à penetração de raízes e, a partir daí, diferenças na suscetibilidade dos modelos foram observadas, podendo-se agrupar os modelos avaliados em função do grau de redução de vazão. Os níveis de irrigação não apresentaram resultados conclusivos até 120 dias do início do experimento, porém, considerando todo o período do experimento, observaram-se evidências de que o sistema radicular é mais agressivo na camada mais profunda de solo (30 cm) e para o tratamento úmido.

Análise econômica baseada em funções de resposta da produtividade versus lâminas de água para o mamoeiro no Norte Fluminense

A potencialidade de um pólo de fruticultura irrigada no Norte Fluminense é enorme, dada a região apresentar muitas vantagens. Entretanto, a viabilidade de um sistema de produção dependerá do adequado manejo do mesmo, carecendo de análises econômicas dos insumos aplicados e dos resultados obtidos para estabelecer uma diretriz. Baseado nessas premissas, o objetivo deste trabalho foi avaliar o manejo da água a aplicar por meio de análises econômicas das funções de resposta (água x produção) e, ainda, considerando os diferentes mercados a atingir, nacional e internacional. Foi montado um experimento com diferentes lâminas de irrigação na cultura do mamão, com a cultivar "Improved Sunrise Solo 72/12", plantada em fileiras duplas, com espaçamento 3,6 x 2,0 x 2,0 m. Foi utilizado um sistema de irrigação por microaspersão com vazão e pressão de 9,7 x 10-3 L s-1 e 150 kPa, respectivamente. Os níveis de irrigação aplicados foram em função da evapotranspiração de referência (ET0), ou seja, 0; 40; 80; 120; 160; 200 e 240% da ETo. Os resultados encontrados, no período de 16 meses, permitiram estimar que as lâminas ótimas econômicas (precipitação + irrigação) foram de 2.818 e 2.832 mm, correspondendo a 45,4 e 35,5 t ha-1 de produtividade do mercado nacional e internacional, respectivamente.

Estruturas automáticas para controle de água nos canais em lavoura de arroz irrigado

O Rio Grande do Sul apresenta a maior área irrigada do Brasil, devido principalmente à lavoura de arroz irrigado por inundação. Um dos fatores que contribuem para reduzir a eficiência de irrigação nessas lavouras é o baixo grau de controle exercido pelas estruturas de distribuição de água. Os objetivos deste trabalho foram projetar e construir dois protótipos de estruturas hidráulicas para controle automático de vazão em canais de irrigação e comparar sua sensibilidade de controle de vazão com a sensibilidade de duas comportas fixas. Os protótipos construídos - uma comporta hidromecânica automática e um regulador automático de vazão - foram instalados à entrada de um canal secundário, juntamente com uma comporta-gaveta e uma comporta-vertedor, que são as estruturas mais utilizadas para controle de vazão no RS. Provocou-se uma variação de 0,20 m na altura da lâmina de água a montante, determinando-se a vazão em cada estrutura. A menor variação de vazão com a alteração da lâmina foi de 5,6%, obtida com o regulador automático de vazão, seguido da comporta-gaveta com 23,7%, da comporta hidromecânica com 30,5%, e da comporta vertedor com 1.177,2%.

Estimativa da demanda de água nas áreas irrigadas da bacia do rio Paracatu

A irrigação apresentou expressivo crescimento na bacia do Paracatu na década de 1970, sendo que, como conseqüência da grande expansão da agricultura irrigada, sérios conflitos têm surgido em várias partes da bacia. Tendo em vista esses conflitos, o presente trabalho teve como objetivo analisar a demanda de água pela irrigação e sua sazonalidade para as condições climáticas da bacia do Paracatu. A demanda de água pela irrigação foi realizada com base nas condições climáticas e nas áreas irrigadas de cada cultura, sendo essas obtidas com base nos dados do censo agropecuário do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. A vazão média anual retirada pela irrigação na bacia do Paracatu, em 1996, foi de 0,15 L s-1 ha-1, sendo a vazão média retirada no mês de maior demanda de 0,34 L s-1 ha-1. A quantidade média de água necessária para atender à demanda das culturas irrigadas na bacia do Paracatu foi de 0,35 L s-1 ha-1, sendo o valor correspondente ao mês de maior demanda evapotranspirométrica de 0,50 L s-1 ha-1.

Desempenho de bomba centrífuga operando com água residuária do processamento do café

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o desempenho de bomba centrífuga no recalque de águas residuárias provenientes do processamento do café, especificamente do descascamento e da demucilagem. Montou-se uma bancada, composta por caixas d'água, tubulações, válvulas, medidores de vazão e de pressão, e uma motobomba para a realização dos ensaios. Esses consistiram em aberturas parciais do registro, na saída da bomba, e medições da vazão e da pressão desenvolvida, e da energia consumida. Tais procedimentos foram realizados, primeiro, utilizando água pura, e depois com águas residuárias, em suas concentrações originais e com diversos graus de diluições. Os ensaios mostraram quedas acentuadas de altura manométrica e de rendimento, e aumento da potência demandada com a vazão recalcada de água residuária em comparação ao desempenho da mesma bomba operando com água limpa; a diluição das águas residuárias promoveu melhor desempenho da bomba em relação àquela com concentração original.

Modelo aplicado à dinâmica da água e do potássio no solo sob irrigação por gotejamento: análise de sensibilidade

A compreensão do transporte simultâneo da água e de solutos, a partir de uma fonte pontual, permite desenvolver estratégias eficientes na fertirrigação, sendo importante no dimensionamento, na operação e no manejo de sistemas de irrigação localizada. O presente trabalho teve como objetivo apresentar a análise de sensibilidade de um modelo matemático, desenvolvido para simular o deslocamento simultâneo de água e de potássio na irrigação por gotejamento. A análise de sensibilidade foi realizada com respeito às variações individuais da condutividade hidráulica do solo saturado, umidade inicial e saturada do solo, dispersividade, fator de retardamento e vazão do emissor. Os resultados obtidos revelaram que o modelo matemático, com relação à distribuição de água, é bastante sensível à umidade de saturação e inicial do solo e, em relação à distribuição de potássio, é bastante sensível a variações negativas da condutividade hidráulica do solo saturado e da vazão do gotejador; já em relação aos parâmetros de transporte de solutos no solo, é bastante sensível a variações negativas do fator de retardamento e pouco sensível às variações da dispersividade do solo.

Influência de nitrogênio amoniacal e vazão de ar no processo de nitrificação, etapa de tratamento de efluente de abatedouro de peixe

O efluente proveniente de abatedouro de peixes possui alto teor de nitrogênio, um dos principais causadores de eutrofização nos corpos d'água. Sua remoção pode ser feita em duas etapas separadas: nitrificação e desnitrificação. Este experimento teve como objetivo testar a influência da vazão de ar (valores de 1 a 3 L min-1) e a concentração de nitrogênio amoniacal (de 40 a 100 mg L-1) no processo de nitrificação. Foi utilizado um reator em batelada sequencial com biomassa imobilizada, com volume útil de 2,5 L, operado conforme delineamento composto central rotacional, em que as variáveis-resposta analisadas foram percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato e percentagem de acúmulo de nitrito. Os resultados mostraram, com intervalo de confiança de 95%, que o aumento dos dois fatores diminuiu significativamente a percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato. Já a percentagem de acúmulo de nitrito aumentou significativamente quando houve aumento da concentração de nitrogênio amoniacal, não sendo influenciada significativamente pela vazão de ar. Durante o experimento, a melhor condição de operação encontrada para o equilíbrio das reações foi com concentração de nitrogênio amoniacal de 70 mg L-1 e com vazão de ar de 2 L min-1.

Tarifa binômia para o custo de água pressurizada em perímetros irrigados

Nos distritos de irrigação, a tarifa de custo variável tem dependido exclusivamente da quantidade de água consumida e não, da energia e da demanda de potência elétrica para o fornecimento de água na pressão e na vazão recomendadas pelo sistema de irrigação. Essa forma de tarifação da água de irrigação é um contrassenso em que os irrigantes mais eficientes subsidiam os irrigantes menos eficientes. Este trabalho propõe que as tarifas de água considerem não somente a quantidade de água consumida no mês, mas também a pressão, já que a demanda de potência hidráulica é função do produto da vazão pela pressão de serviço. O estudo comparou o custo de água de irrigantes que consomem o mesmo volume mensal para a situação atual e pela metodologia proposta. Verificou-se, também, o efeito de irrigações isoladas ou simultâneas e sua implicação no custo da água. Os resultados mostraram que a implementação de tarifa binômia para a água pode reduzir o custo da água para o irrigante de baixa pressão em até 66%. Já para os irrigantes com alta pressão, poderá ter acréscimo de até 133%. A simultaneidade de uso da água também influencia seu custo devido à variação na demanda de potência de energia elétrica.

Eficiência de um hidrociclone de geometria "rietema" para pré-filtragem de água para irrigação

O hidrociclone é um equipamento amplamente utilizado pela indústria em processos envolvendo separação sólido-líquido, porém ainda pouco utilizado na agricultura irrigada no Brasil. Neste trabalho, avaliou-se o desempenho deste equipamento como pré-filtrante de partículas sólidas, oriundas dos processos erosivos e do assoreamento dos recursos hídricos. Os testes foram realizados com um hidrociclone de geometria "Rietema", possuindo diâmetro de 19,2 cm na parte cilíndrica, operando com vazões variando entre 10 m³ h-1 e 27 m³ h-1. Os materiais particulados usados em suspensão foram: solo franco-argiloso e areia de rio. Os resultados mostraram que a perda de carga máxima média foi de 52 kPa e 47 kPa para as suspensões aquosas de areia e solo, respectivamente. Seu melhor desempenho ocorreu operando com suspensão aquosa de areia, apresentando eficiência total de 92,3% para a vazão de 26,9 m³ h-1. Concluiu-se que o equipamento avaliado é mais eficiente para remoção de partículas de areia, podendo ser utilizado como pré-filtro em sistemas de irrigação.

Desempenho de um regulador automático de vazão para canais de irrigação

As estruturas de controle comumente utilizadas nas tomadas de água dos canais de irrigação não permitem a distribuição da quantidade correta de água, favorecendo o desperdício e, consequentemente, reduzindo a eficiência no uso da água. O objetivo deste trabalho foi determinar o desempenho de um regulador automático de vazão no controle da vazão derivada. Para tanto, um exemplar do equipamento, construído em fibra de vidro, foi instalado na lateral de um canal de concreto do Laboratório de Hidráulica da Universidade Federal de Viçosa, em Viçosa-MG. O equipamento foi avaliado em toda a sua faixa de operação, sendo que, em cada regulagem prefixada, determinou-se a vazão derivada com o nível da água a montante variando de 0,30 a 0,45 m. A variação média na vazão do regulador, considerando toda a sua faixa de operação, foi de ± 2,3% em relação às vazões médias fornecidas pelo equipamento em cada regulagem. A amplitude de variação na vazão fornecida foi pequena em relação aos equipamentos usualmente empregados no controle de vazão, em canais de irrigação, demonstrando que o regulador automático de vazão é um equipamento apropriado para a distribuição de água em redes de canais.

Eficiência de aeração e consumo de oxigênio no tratamento de água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro em sistema de aeração em cascata

RESUMO Objetivou-se, com a realização deste trabalho, determinar a eficiência de aeração e a capacidade do sistema de aeração em cascata em remover matéria orgânica da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). O sistema de aeração foi constituído por cascata com 4,14 m de altura, distribuída em 23 degraus (altura, largura e comprimento de 0,18; 0,32 e 0,60 m, respectivamente), reservatório para a recepção/detenção da ARC escoada, por três horas, e reservatório de distribuição, de onde era recirculada no sistema. Durante a fase experimental, o sistema de tratamento ficou em operação por trinta dias, sendo a ARC recirculada três vezes por dia, numa vazão constante de 1 L s-1, e substituída a cada dez dias. A cada recirculação, amostras do afluente e efluente foram coletadas e analisadas. Com a utilização do sistema de aeração em cascatas, foi possível incorporar, em média, 0,2 mg L-1 de oxigênio a cada lance de 1 m de degraus na cascata. A eficiência de aeração na cascata foi de 0,128 ou 0,141, dependendo se foi considerado ou não o efeito salino na ARC. A alta concentração de material orgânico não permitiu que se detectassem grandes alterações na concentração de oxigênio dissolvido na ARC. O tempo de detenção ideal da ARC no tanque de recepção/detenção foi de 26 min.